{"id":1478,"date":"2022-06-30T22:46:50","date_gmt":"2022-06-30T20:46:50","guid":{"rendered":"https:\/\/lobo.uber.space\/wp\/?p=1478"},"modified":"2022-11-25T17:39:16","modified_gmt":"2022-11-25T16:39:16","slug":"sensoren-fuer-bodenfeuchtigkeit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lobo.uber.space\/wp\/?p=1478","title":{"rendered":"Sensoren f\u00fcr Bodenfeuchtigkeit"},"content":{"rendered":"\n

Wie bereits im letzten Beitrag<\/a> zum CO2<\/sub>-Sensor erw\u00e4hnt, habe ich auch Sensoren f\u00fcr die Bodenfeuchtigkeit meiner Zimmerpflanzen angeschlossen.<\/p>\n\n\n\n

Ich habe, wie auch beim CO2<\/sub>-Sensor versucht mich im Voraus zu erkundigen, welche Sensoren hier sinnvoll und empfehlenswert sind. Dabei war sehr schnell klar, es muss ein kapazitiver Feuchtigkeitssensor werden welche meist unter der Bezeichnung Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2<\/em> angeboten werden. Bei Sensoren, welche die elektrische Leitf\u00e4higkeit des Bodens messen l\u00f6st sich \u00fcber die Zeit eine der Elektroden durch Elektrolyse auf. Dadurch hat nicht nur der Sensor eine beschr\u00e4nkte Haltbarkeit, das gel\u00f6ste Metall wandert in die Erde und wird von der Pflanze aufgenommen. Au\u00dferdem h\u00e4ngt die H\u00f6he des Messwerts in dem Fall nicht nur von der Wassermenge sondern auch ma\u00dfgeblich vom Salzgehalt ab.<\/p>\n\n\n\n

Leider habe ich auch hier trotzdem erst im Nachhinein erfahren, worauf man genau bei den angebotenen kapazitiven Feuchtigkeitssensoren achten muss und das v1.2<\/em> nicht genau eine Bauweise bezeichnet. Damit ihr darauf nicht reinfallt, hier ein Link zu einem Video<\/a>, in dem die Unterschiede erkl\u00e4rt werden. Interessanterweise habe ich wohl die schlechteste Variante erhalten, gl\u00fccklicherweise funktioniert sie trotzdem.<\/p>\n\n\n\n

Im Internet findet man auch jede Menge Hinweise, dass man die Kanten der kapazitiven Feuchtigkeitssensoren noch mit einem Lack versiegeln soll um zu verhindern, dass dort Feuchtigkeit eindringt und auf Dauer doch den Sensor zerst\u00f6rt. Da ich dies zuerst mit Acryl-Lack versucht habe, habe ich eine n\u00fctzliche kleine Entdeckung gemacht.<\/p>\n\n\n\n

Zuerst: Nutzt Nagellack oder \u00e4hnliches f\u00fcr die Kanten, Acryl-Lack ist zwar wasserfest, aber nicht wasserdicht. Er saugt sich im Laufe der Zeit voll und w\u00fcrde dementsprechend nicht richtig abdichten.<\/p>\n\n\n\n

N\u00fctzlich ist Acryl-Lack trotzdem: Tr\u00e4gt man eine d\u00fcnne Schicht auf die Oberfl\u00e4che des Sensors auf, so wird die Feuchtigkeitsmessung unabh\u00e4ngiger von der Bodenbeschaffenheit. Die gemessene Bodenfeuchte<\/a> n\u00e4hert sich damit den Werten eines Tensiometers<\/a> an und kann eher als verf\u00fcgbares Wasser f\u00fcr die Pflanzen interpretiert werden statt als reiner Wassergehalt. Als Nachteil erh\u00e4lt man eine deutlich langsamere Sprungantwort. Da man jedoch normalerweise eine sprunghafte \u00c4nderung der Wassermenge nur beim W\u00e4ssern erh\u00e4lt, nicht jedoch beim Austrocknen des Bodens und mich nat\u00fcrlich der letztere Fall deutlich mehr interessiert, sehe ich das nicht als gro\u00dfen Nachteil an.<\/p>\n\n\n\n

Bei den Sensoren habe ich die Buchse entfernt und ein Kabel direkt angel\u00f6tet. Um die Elektronik zu sch\u00fctzen habe ich ein kleines Geh\u00e4use entworfen<\/a>, mit PLA gedruckt und mit einem Dichtkleber<\/a> verschlossen.<\/p>\n\n\n\n

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Bodenfeuchtesensor mit gedrucktem Geh\u00e4use<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Spannung, welche die Sensoren liefern werden bei mir von einem ADS1115<\/a> ausgewertet und \u00fcber I\u00b2C-Bus<\/a> an einen WeMos D1 Mini<\/a> (ESP8266<\/a>) gesendet auf dem ESPHome<\/a> l\u00e4uft und die Daten per WLAN an meinen ioBroker<\/a> sendet.<\/p>\n\n\n\n

Die Sensoren sind an dem gleichen Controller wie der CO2<\/sub>-Sensor angeschlossen. Das YAML zur Ansteuerung mit ESPHome auf dem WeMos D1 Mini ist daf\u00fcr um folgende Zeilen erg\u00e4nzt:<\/p>\n\n\n\n

i2c:\n  sda: GPIO14\n  scl: GPIO12\n  scan: true\n  id: i2c_bus\n  \nads1115:\n  - address: 0x48\n\nsensor:\n  - platform: ads1115\n    multiplexer: 'A0_GND'\n    gain: 6.144\n    name: \"Soil1\"\n    unit_of_measurement: \"%\"\n    filters:\n      - calibrate_linear:\n        - 3.83475 -> 0.0\n        - 2.25 -> 100.0\n      - median:\n          window_size: 5\n          send_every: 1\n          send_first_at: 1\n\n  - platform: ads1115\n    multiplexer: 'A1_GND'\n    gain: 6.144\n    name: \"Soil2\"\n    unit_of_measurement: \"%\"\n    filters:\n      - calibrate_linear:\n        - 3.8325 -> 0.0\n        - 2.2125 -> 100.0\n      - median:\n          window_size: 5\n          send_every: 1\n          send_first_at: 1<\/pre>\n\n\n\n
\u00dcber die Filter habe ich die gemessene Spannung in einen Prozentwert \u00fcbersetzt. Wobei ich jeden Sensor separat kalibriert habe indem ich in einmal trocknen lie\u00df und einmal in ein Wasserglas gestellt habe. Aufgrund der Acryllack-Schicht musste ich jeweils einige Zeit warten bis die Werte stabil waren. Die so gemessenen Spannungen k\u00f6nnen dann sehr einfach \u00fcber calibrate_linear in Prozentwerte \u00fcbersetzt werden.<\/p>\n\n\n\n
Au\u00dferdem habe ich noch einen Median-Filter<\/a> hinzugef\u00fcgt, da die Werte bei mir leicht zappelten, was vermutlich an meinen eher schlechten Sensoren liegt.<\/p>\n\n\n\n
Jetzt fehlen nur noch Pumpen, damit die Pflanzen auch automatisch bew\u00e4ssert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Nachtrag:<\/h2>\n\n\n\n
Inzwischen sind zwei der Sensoren bei mir fast ein halbes Jahr im Einsatz. Vor einigen Wochen hatte einer der Sensoren angefangen falsche Werte zu liefern. Trotz nasser Erde wurde eine Bodenfeuchte von 30% gemessen. Meine Annahme war, dass das Geh\u00e4use nicht richtig dicht war und Feuchtigkeit an die Elektronik gekommen ist.
Also: Sensor rausholen und nachgucken.
Zu meiner \u00dcberraschung war die Elektronik durch das Geh\u00e4use und den Dichtkleber hervorragend gesch\u00fctzt, aber anscheinend wurde die Lackschicht angekratzt als ich den Sensor in die Erde steckte. Im inneren Bereich der Sensorfl\u00e4che wurde fast das gesamte Kupfer zersetzt. Bei dem n\u00e4chsten Sensor werde ich also nicht nur die Kanten mit Nagellack behandeln sondern auch die gesamte Vorderseite, damit der Sensor besser gesch\u00fctzt ist.
Hier ein Bild des defekten Sensors. Ich habe die Oberfl\u00e4che leicht abgeschmirgelt  um sie von Erde und losen Lackst\u00fccken zu befreien. Man kann deutlich sehen, dass der Lack in gro\u00dfen Bereichen abgel\u00f6st war. An den Stellen, an denen der Lack gehalten hat, ist er auch noch \u00fcber dem Kupfer. Die \u00e4u\u00dfere Elektrode ist einfach nur  blank, bei der inneren Elektrode hat es das Kupfer durch Elektrolyse zersetzt. Das ist jetzt leider in der Erde. Ich hoffe, die Pflanze wird es \u00fcberleben.<\/p>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Wie bereits im letzten Beitrag zum CO2-Sensor erw\u00e4hnt, habe ich auch Sensoren f\u00fcr die Bodenfeuchtigkeit meiner Zimmerpflanzen angeschlossen. Ich habe, wie auch beim CO2-Sensor versucht mich im Voraus zu erkundigen, welche Sensoren hier sinnvoll und empfehlenswert sind. Dabei war sehr schnell klar, es muss ein kapazitiver Feuchtigkeitssensor werden welche meist unter der Bezeichnung Capacitive Soil … <\/p>\n
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